果蝇蛋白质激酶Pitslre通过调控抗菌肽表达参与天然免疫反应

为鉴定新的参与黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)天然免疫信号通路调控的分子及作用机制,应用果蝇的Gal4/UAS系统敲低54个蛋白质激酶编码基因,分别利用革兰氏阳性菌（Enterococcus faecalis, E.faecalis）或革兰氏阴性菌（Erwinia carototovovora carototovovora 15, Ecc15）感染基因敲低果蝇,筛选参与果蝇天然免疫反应的蛋白质激酶。结果显示,全身性敲低蛋白质激酶Pitslre的果蝇感染E.faecalis或Ecc15 后,生存率降低,半致死时间LT50分别降低为对照组的66.7%和28.6%。相应的,Pitslre功能缺失导致革兰氏阳性菌和阴性菌分别感染后,Toll及IMD通路下游抗菌肽Drosomycin和Diptercin表达水平明显下降。在脂肪体和血淋巴细胞中特异性敲低Pitslre基因,导致革兰氏阳性菌及阴性菌感染后的果蝇半致死时间LT50分别缩短75%和90%,细菌载量分别升高约10倍。在果蝇S2细胞中,敲低Pitslre基因,导致细胞的抗菌肽Drosomycin、Attacin和Diptercin表达水平分别降低约50%。此外,通过免疫共沉淀实验检测Pitslre与预测存在相互作用的蛋白质TSC1、Rcd5和pbl之间的相互作用。综上所述,蛋白质激酶Pitslre参与果蝇天然免疫反应,在正向调控果蝇天然免疫Toll和IMD通路中发挥重要作用。     

蛋白质二级结构在线服务器预测评估

蛋白质二级结构的预测,对于研究蛋白质的功能和人类生命科学意义非凡。1951年开始提出预测蛋白质二级结构,1983年对于二级结构的预测只有50%的准确率。经过多年的发展,预测方式不断的改进和完善,到如今准确率已经超过80%。但目前预测在线服务器繁多,连续自动模型评估(CAMEO)也只给出服务器三级结构的预测评估,二级结构评估还未实现。针对上述问题,选取了以下6个服务器:PSRSM、MUFOLD、SPIDER、RAPTORX、JPRED和PSIPRED,对其预测的二级结构进行评估。并且为保证测试集不在训练集内,实验数据选取蛋白质结构数据库(Protein Data Bank,PDB)最新发布的蛋白质。在基于蛋白质同源性30%、50%和70%的实验中,PSRSM取得Q3的准确率分别为91.44%、88.12%和90.17%,比其他预测服务器中最高的MUFOLD分别高出3.19%、1.33%和2.19%,证明在同一类同源性数据中PSRSM比其他服务器有更好的预测效果。除此之外实验也得到其预测的Sov准确度也比其他服务器要高。比较各类服务器的方法与结果,得出今后蛋白质二级结构预测应当重点从大数据、模板和深度学习的角度进行研究。     

活性污泥微生物胞外多聚物生物合成途径与菌胶团形成的调控机制

活性污泥法是借助活性污泥微生物菌胶团形成来实现泥水重力分离和部分污泥回用,辅以曝气供氧,在曝气池中高密度的微生物细胞可将溶解性有机污染物迅速降解、转化后为己所用,外排的剩余污泥带走大量有机质和氮磷,水质得以净化。活性污泥微生物所合成的胶质状胞外多聚物(Extracellular polymeric substances,EPS)是污泥菌胶团形成必不可少的"黏合剂",吸水性极高,这也造成剩余污泥难以处置和利用。我们初步总结了活性污泥微生物宏基因组研究概况,利用分子遗传学和基因组学手段,对活性污泥优势种动胶菌(Zoogloea)和其他菌胶团形成菌的EPS生物合成途径和菌胶团形成与调控机制加以研究,鉴定出一个约40 kb的胞外多糖生物合成大型基因簇和一个由7个基因组成的小型基因簇,该基因簇中除胞外多糖合成相关基因外,还编码组氨酸激酶Prs K和反应调节蛋白Prs R双组分系统,可激活RpoNσ因子共同调控一类称之为PEP-CTERM的新型胞外蛋白质的表达,参与菌胶团的形成。PEP-CTERM富含天冬酰胺(缩写为Asn或者N)残基,可能与胞外多糖通过N-连锁的糖基化形成复合物,包裹微生物细胞群体来介导菌胶团的形成。类似的PEP-CTERM基因和胞外多糖合成基因簇在许多重要的活性污泥细菌如聚磷菌和全程氨氧化菌中存在,说明这些细菌也是菌胶团形成菌,可通过污泥沉淀和回用在活性污泥中得以富集。这些研究结果可供活性污泥膨胀控制、污泥减量和剩余污泥资源和能源回收利用参考。     

革兰氏阴性菌膜间质蛋白酶DegP研究进展

膜间质蛋白酶(DegP),是一种广泛存在于真核生物和原核生物细胞中的蛋白。DegP同时具有酶活性和分子伴侣活性,并通过多聚体构成胶囊状结构执行其分子伴侣功能。DegP的酶活性依赖酶切位点与PDZ1结构域双重识别方式识别底物,这种识别模式被称为"分子量尺"。在革兰氏阴性菌中,DegP主要位于膜间质,通过分子伴侣活性与酶活性帮助保护错误折叠蛋白或降解变性蛋白。DegP也参与外膜蛋白的转运,是DegP胞内活性的研究重点。DegP也可以被分泌到胞外,帮助宿主对抗恶劣环境,并参与调节生物被膜的形成。本文将从DegP的结构与活性、胞内功能与胞外功能三大方面对DegP的研究进展进行总结,为革兰氏阴性菌周质中蛋白质质量控制与DegP体外功能的进一步研究提供参考。     

国外动态

世界生物质能开发掀起新热潮;转基因酵母合成青蒿素取得进展;微流体装置为蛋白结晶专家排忧解难;俄科学家用珊瑚荧光物标识蛋白质;南非从菊科植物中筛选到抗疟疾新药;美发明植物油直接生产生物柴油装置;海底可燃冰中新发现多种微生物;意大利研制出世界上速度最快的纳米发动机。     

走近医学真菌

真菌学科所研究的真菌至少包括50 000种,其中多数在自然界有机物循环中起重要作用.在医学真菌中,真菌的次级代谢产物如抗生素以及免疫抑制药物如环孢素,均已被用于医疗.此外,酵母已作为一种模式生物进行基因组学、蛋白质组学、代谢组学的研究对象,例如目前研究蛋白质-蛋白质相互作用中,酵母双杂交体系对推动生命科学卓有贡献.与人类疾病密切相关的真菌种类仅为几十种.某些浅部真菌感染可引起过敏.引起哮喘病人的过敏原已在部分真菌中被确认并已由实验证明可诱生Th1/Th2类的免疫应答.随着人类免疫缺陷病毒(HIV)感染及艾滋病感染者的增多,器官移植、骨髓移植等医疗技术的更多采用,以及广谱抗生素、皮质类固醇激素和免疫抑制剂的应用,使深部真菌感染及侵袭性曲霉感染等日益呈上升趋势.进一步认识这些真菌及其引起的感染,及早作出诊断,进行有效治疗,是本世纪微生物与感染的一个重点课题.     

大鼠附睾蛋白质组的提取和二维液相色谱分离

背景与目的：提取犬鼠附睾液蛋白并建立一种利用二维液相色谱法分离附睾蛋白组的方法。方法：分离提取犬鼠附睾液蛋白。样品利用起始缓冲液置换后,进行一维色谱聚焦分离,然后收集pH8．5—4．0之间的组份进行二维反相离压液相色谱分离,最后将获得的二维UV图通过ProteoVue软件转换成PI／UV图谱。结果：成功提取了附睾液蛋白,并通过二维液相色谱成功建立了大鼠头体尾部附睾液蛋白的二维PI／UV图谱,收集了一维色谱聚焦分离的pH8．5—4．0区间的20个组份,并将每个组份进行二维色谱分离后转换为PI/UV图谱。结论：为进一步全面研究附睾蛋白功能和体液差异蛋白质组研究打下了基础。     

双向电泳法在家蚕蛋白质分离中的应用

家蚕Bombyxmori(L.)既是重要的经济昆虫,又是鳞翅目昆虫研究的典型模式生物。开展家蚕蛋白质组研究,将有助于阐明家蚕绢丝蛋白的分泌机理,也是研究鳞翅目昆虫及其他生物生命本质的需要。双向电泳是蛋白质分离的关键技术。为探讨适宜家蚕蛋白质组研究的双向电泳条件,以家蚕丝腺、丝腺内容物、蚕卵和血液为材料,在不同条件下进行双向电泳,并对分离的蛋白点进行质谱分析。结果表明:通过改进的蛋白质裂解液辅以超声破碎制备的蛋白质,双向电泳后能够得到较好的2-DE图,也能满足进行MALDI-TOFMS分析的需要。因此本研究方法适用于家蚕不同组织中蛋白质的提取和双向电泳。     

适用于盐生植物的双向电泳样品制备方法

比较了三氯乙酸,丙酮沉淀法（TCA）、三氯乙酸沉淀法（E-TCA）和酚抽法（Phe）3种方法对盐生植物盐角草（Salicornia europaea L．）总蛋白的提取效果。3种方法分别得到579、343和535个蛋白点;TCA和E-TCA法所得图谱均存在严重的横向纹理,Phe法所得图谱则背景干净,基本上没有纹理。说明Phe法不仅能很好地提取盐角草蛋白,而且能有效去除样品中的盐分。对Phe法的提取液进行了改进,所得图谱背景更加清晰,蛋白点数增加。为其他盐生植物以及嗜盐微生物蛋白质的提取提供了重要参考。     

微流控分析芯片在医学领域的应用

微全分析系统(μ_TAS)又称为芯片实验室,自从Manz等于20世纪90年代首次提出这一概念以来,经过十余年的发展μ_TAS已成为生物分析的一个独立领域并被学术界所认可。微流控分析芯片作为μ_TAS发展的主要方向以其快速、高效分析,低消耗和微型化等特点发展非常迅速。在此结合微流控分析芯片在医学领域的应用状况,着重从基因检测、蛋白质分析和细胞分析等方面,对该技术在医学领域里的应用及其未来发展趋势作一综述。